相同組換えの正確性制御メカニズムの試験管内再構成による解明

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DNA二重鎖切断（DSB）は最も重篤なDNA損傷の一つであり、その正確な修復には、相同組換えによる修復が重要である。相同組換えは塩基配列の相同性を利用して、DSB修復に利用する配列を探索する。しかしながら、生体内には多くの類似配列が存在し、それら配列間での組換えは染色体転座などを引き起こし、細胞のがん化や遺伝病の原因となる。類似配列間での誤った組換えが生じると、組換え中間体上にミスマッチ塩基を生じ、これにミスマッチ修復（MMR）機構が応答する。MMR機構は、ミスマッチの生じた原因に応じて、誤った組換え反応を抑制する反応（抗組換え反応）とミスマッチ塩基を修正する反応を制御しながら、状況に応じた適切なDSBの修復に寄与していると考えられる。しかしながら、ミスマッチの認識後に、それぞれの反応が制御されるメカニズムはわかっていない。本研究では、精製タンパク質を用いてMMR機構が制御する二つの反応を試験管内再構成することで、MMR機構によるDSB修復の正確性を制御するメカニズムの理解を目指した。これまでに、反応の再構成に必要であると予測される因子の精製法の確立、改良を行い、精製した全ての因子において生化学的に活性を確認した。次に精製因子を用いて、相同配列間での組換え反応を試験管内で再構成した。組換え因子は、それ自体では配列の選択性が低く、10%程度の配列の類似性は区別できなかった。また、誤った配列間での組換え中間体の解消反応やミスマッチ塩基の修正反応について再構成を試みた。反応全体の効率は悪いものの、部分反応の再構成を完了した。今後は、これまでに完了させたそれぞれの反応を組み合わせることで解析ツールを作り出し、組換え反応の正確性制御メカニズムに迫っていきたい。